Molypden, theo phân loại trong bảng tuần hoàn của Mendeleev, thuộc nhóm nguyên tố IV. Nó có số hiệu nguyên tử là 42 và khối lượng của nguyên tử là 95,94. Nó là thông lệ để chỉ định biểu tượng "Mo".

Molypden là một kim loại đất hiếm. Khối lượng của nó là khoảng 0,00011% tổng khối lượng của trái đất. Ở dạng tinh khiết, nó có màu xám thép, ở dạng phân tán nó có màu đen xám.

Molypden, là một kim loại, không được tìm thấy trong tự nhiên. Nó được tìm thấy trong các khoáng chất, trong đó có khoảng 20 loại được biết đến ngày nay. Đây chủ yếu là các molypdat, được hình thành trong macma axit và granitoit.

Nguyên liệu thô mà từ đó molypden kim loại được sản xuất là tinh quặng molypden. Chúng chứa khoảng 50% nguyên tố này. Chúng cũng chứa: lưu huỳnh ~ 30%, oxit silic (lên đến 9%) và khoảng 20% ​​tạp chất khác.

Cô đặc sơ bộ được nung với mục đích oxy hóa bổ sung. Quá trình này được thực hiện trong hai loại lò: nhiều lò hoặc tầng sôi. Nhiệt độ nung 570 ° C - 600 ° C. Kết quả là, thu được một cinder - MoO 3 và các tạp chất.

Bước tiếp theo là loại bỏ tạp chất để thu được molypden oxit tinh khiết. Hai phương pháp được áp dụng:

1. Thăng hoa ở nhiệt độ 950 ° C - 1100 ° C.
2. Hóa chất rửa trôi. Bản chất của phương pháp là khi tương tác với nước amoniac, các tạp chất của đồng và sắt bị loại bỏ và thu được cacbua molypden, được kết tinh bằng cách bay hơi hoặc trung hòa. Tiếp theo, cacbua được làm nóng và duy trì ở nhiệt độ lên đến 500 ° C. Sản phẩm đầu ra là oxit MoO3 tinh khiết, trong đó hàm lượng tạp chất chỉ 0,05%.

Sản xuất molypden dựa trên sự khử MoO3. Quá trình này được thực hiện theo hai giai đoạn:

1. Trong một lò nung ống ở nhiệt độ 550 ° C - 700 ° C trong một dòng hydro khô, các nguyên tử oxy được tách ra.
2. Sau đó, nhiệt độ tăng lên 900 ° C - 1000 ° C và quá trình giảm cuối cùng diễn ra. Kim loại thu được ở dạng bột.

Để thu được một kim loại nguyên khối, người ta dùng phương pháp nung chảy hoặc thiêu kết bột. Quá trình nấu chảy được sử dụng khi thu được các mẫu trắng có trọng lượng từ 500 kg trở lên. Quá trình này được thực hiện trong lò hồ quang với một chén nung nguội, trong đó một điện cực tiêu hao được nạp từ các thanh đã thiêu kết trước đó.

Quá trình thiêu kết bột được ép trong môi trường hydro ở áp suất cao (2000-3000 atm) và nhiệt độ (1000 ° C - 1200 ° C). Các thanh thu được được nung kết ở nhiệt độ cao từ 2200 ° C - 2400 ° C. Trong tương lai, molypden sẽ có hình dạng cần thiết do xử lý bằng áp lực - rèn, cán, chuốt.

Ferromolypden được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, trong đó có tới 60-70% là molypden, phần còn lại là sắt. Nó thu được bằng cách đưa các chất phụ gia molypden vào thép. Hợp kim này thu được bằng cách khử cặn bằng sắt silicat với việc bổ sung các phoi thép và quặng sắt.

Tính chất vật lý

Việc sử dụng molypden phụ thuộc vào tính chất và đặc điểm của nó. Các đặc tính vật lý vốn có của molypden được đưa ra dưới đây:

• loại kim loại - nhiệt độ cao nóng chảy;
• màu molypden - chì;
• mật độ molypden - 10,2 g / cm 3;
• nóng chảy ở nhiệt độ - 2615 ° C;
• sôi ở nhiệt độ - 4700 ° C;
• dẫn nhiệt - 143 W / (m K);
• nhiệt dung - 0,27 kJ / (kgK);
• năng lượng để nóng chảy - 28000 J / mol;
• năng lượng bay hơi - 590000 J / mol;
• khai triển tuyến tính, hệ số - 6 10 -6;
• điện trở - 5,70 μOhm cm;
• thể tích tính toán - 9,4 cm 3 / mol;
• lực cắt - 122 10 6 Pa;
• độ cứng - 125 HB;
• độ từ thẩm -90 · 10 -6.

Kim loại này không thường được tiện, nhưng quá trình xử lý được thực hiện bằng một công cụ tiêu chuẩn hóa.

Tính chất hóa học

Molypden, có các tính chất hóa học được cho dưới đây, có các đặc điểm sau:

• bán kính hóa trị - 130 10 -12 m;
• bán kính ion - (+ 6e) 62 (+ 4e) 70 10 -12 m;
• độ âm điện, 2,15;
• thế điện - 0;
• hóa trị trong quá trình oxy hóa - 2-3-4-5-6
• molipđen hóa trị - 6;
• nhiệt độ bắt đầu oxy hóa - 400 ° С;
• oxy hóa thành MoO3 ở -600 ° C trở lên;
• phản ứng với hydro là trung tính;
• nhiệt độ phản ứng với clo - 250 ° С;
• nhiệt độ phản ứng với flo là nhiệt độ phòng;
• nhiệt độ phản ứng với lưu huỳnh - 440 ° С;
• nhiệt độ phản ứng với nitơ là 1500 ° C.

Với oxi, nguyên tố tạo thành hai oxit chính:

• MoO 3 - dạng tinh thể màu trắng
• MoO 2 - bạc.

Molypden MoS 2

Tính chất tan của molipđen trong dung dịch hóa học: tan trong kiềm và axit khi đun nóng. Điều này góp phần vào việc sản xuất các hợp chất khác nhau hoặc tinh chế của nó.

Xử lý molypden

Quá trình xử lý molypden rất khó do độ nhớt thấp ở nhiệt độ thấp. Nó cũng có độ dẻo thấp, vì vậy các phương pháp sau được sử dụng để chế biến nó:

1. hình thành nóng:
   • rèn;
   • lăn;
   • trâm anh;

1. xử lý nhiệt;
2. phục hồi cơ học.

Máy gấp mép được sử dụng khi gia công các phôi nhỏ. Phôi lớn được cán trên máy nghiền nhỏ hoặc tạo hình trên máy chuốt.

Nếu có nhu cầu gia công bằng cách cắt thì gia công molipđen được thực hiện bằng dụng cụ chế tạo từ các mác thép tốc độ cao. Việc mài các góc của dụng cụ khi tiện phải tương ứng với các góc mài để tiện gang.

Xử lý nhiệt molypden được đặc trưng bởi độ cứng cao do hàm lượng của nó trong thép. Tiến hành cứng làm tăng độ cứng và khả năng chống mài mòn của các bộ phận quan trọng.

Đăng kí

Khoảng 3/4 kim loại đất hiếm được sản xuất được sử dụng làm nguyên tố hợp kim trong sản xuất thép. 1/4 phần còn lại được sử dụng ở dạng tinh khiết và trong các hợp chất hóa học. Nó đã được tìm thấy ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp.

1. Khu vực vũ trụ và công nghiệp máy bay. Các sản phẩm từ molypden và các hợp kim của nó đã được ứng dụng để làm lớp lót và sản xuất đầu tên lửa và mũi máy bay bay với tốc độ trên âm thanh. Sử dụng làm vật liệu cấu tạo là da, và làm tấm chắn nhiệt - phần đầu.
2. Luyện kim. Việc sử dụng molypden trong xưởng đúc và luyện kim là do nó có độ cứng cao. Do đó, sức mạnh, khả năng chống ăn mòn, độ dẻo dai tăng lên. Trong hợp kim của nó với coban hoặc crom, độ cứng tăng lên rõ rệt. Các bộ phận quan trọng được làm từ thép hợp kim với phụ gia molypden. Nó được thêm vào các hợp kim chịu nhiệt và axit. Vì vậy, hầu hết các công cụ gia công nóng được chế tạo từ thép hợp kim Mo.
3. Công nghiệp hóa chất. Vật liệu chịu axit với Mo được sử dụng để chế tạo các thiết bị khác nhau để sản xuất axit hoặc chế biến chúng. Lò sưởi, trong đó môi trường hydro cũng được làm bằng hợp kim molypden. Ngoài ra, kim loại này có thể được tìm thấy trong một số vecni, sơn, tráng men và men nhiệt. Kim loại này cũng được sử dụng làm chất xúc tác cho các phản ứng hóa học.
4. Điện tử vô tuyến. Mo là vật liệu không thể thiếu để sản xuất các thiết bị điện chiếu sáng và chân không điện tử, trong đó ống vô tuyến điện được nhiều người biết đến.
5. Thuốc men. Trong y học, nguyên tố này được sử dụng trong sản xuất máy chụp x-quang.
6. Sản phẩm thủy tinh. Do nóng chảy ở nhiệt độ cao nên Mo được dùng trong nấu chảy thủy tinh.

Các lớp molypden và hợp kim của nó

Hợp kim molypden thường được sử dụng trong công nghiệp hơn là kim loại nguyên chất. Trong số đó nổi bật:

• kim loại có độ tinh khiết 99,96% dùng để sản xuất thiết bị điện tử được đánh dấu MCH;
• kim loại thu được bằng cách nấu chảy trong chân không được đánh dấu là molypden MCHVP;
• để sản xuất dây được sử dụng trong các nguồn sáng, kim loại được sử dụng dưới nhãn hiệu MPN, trong đó hàm lượng của nó là 99,92%;
• với sự ra đời của các chất phụ gia, kiềm silic, molypden được đánh dấu MK;
• zirconium (Zr) hoặc titan (Ti) được đưa vào Mo - thương hiệu TsM;
• với sự ra đời của RRnium - MR;
• vonfram với Mo - MB.

Ưu và nhược điểm của molypden

Trong số những ưu điểm, cần lưu ý những điều sau:

• mật độ thấp, và do đó cường độ cao;
• mô đun đàn hồi cao;
• khả năng chịu nhiệt;
• khả năng chịu nhiệt;
• chống ăn mòn;
• thực tế không nở ra khi đun nóng.

• sau khi hàn, các đường nối bị giòn;
• nhiệt độ giảm làm giảm độ dẻo;
• cứng cơ học có thể lên đến 8000 ° C.

Do tính chất của nó, việc sử dụng molypden trong công nghiệp là phổ biến ở Nga và thế giới. Luyện kim, công nghiệp hàng không, cơ khí, nông nghiệp - đây không phải là toàn bộ danh sách nơi kim loại chiến lược này được sử dụng. Nhu cầu cao như vậy nên giá molypden đang tăng đều đặn hàng năm.

Đặc tính vật liệu

Tính chất vật lý. Molypden là một kim loại đất hiếm có màu xám, bề ngoài tương tự như chì. Điểm nóng chảy 2619 ºС.
Khác nhau về độ dẻo tăng lên. Mô đun của Young là 336 GPa, lớn hơn 1,5 lần so với thép. Khối lượng riêng là 10,2 g / cm3. Vonfram được coi là kim loại chịu nhiệt tốt nhất. Nhưng liên quan đến khả năng chịu nhiệt cụ thể ở nhiệt độ lên đến 1400 ºС, molypden không có đối thủ cạnh tranh. Molypden có hệ số giãn nở tuyến tính thấp. Khi nhiệt độ thay đổi 1000 ºС, kích thước của nó sẽ chỉ tăng 0,0049 mm.

Hệ số dẫn nhiệt là 300 W / m K. Điện trở là 5,6 μOhm cm, sau khi xử lý cơ và nhiệt sơ bộ, độ bền của kim loại có thể là 20-23 kg / mm2. Nó có tính chất thuận từ.

Trong số những thiếu sót, chúng tôi lưu ý độ dẻo thấp ở nhiệt độ dưới -30 ºС.

Tính chất hóa học. Molypden hoàn toàn có khả năng chống lại các ảnh hưởng của môi trường trong điều kiện khí quyển bình thường. Quá trình oxy hóa bắt đầu ở 420 ºС, tạo thành một hợp chất của oxit molypden có độ cứng thấp.

Molypden trơ với hydro ở nhiệt độ lên đến 2620 ºС. Nó trung tính với các nguyên tố như cacbon, flo, silic, nitơ, lưu huỳnh. Molypden không tham gia phản ứng hóa học với các loại axit chính: clohydric, sulfuric, nitric, fluoric.

Thuộc tính công nghệ. Ở nhiệt độ phòng, một vòng tròn molypden có bán kính 5 mm có thể được buộc thành một nút mà không cần sử dụng thiết bị đặc biệt hoặc cán ra với độ dày 0,1 mm. Độ dẻo như vậy của kim loại góp phần vào việc sản xuất các loại sản phẩm cán định hình.

Molypden được xử lý tốt bằng cách cắt, với điều kiện phải sử dụng chất lỏng cắt dựa trên lưu huỳnh.

Molypden không được phân biệt bằng chất lượng của các mối hàn. Đề cập đến khả năng hàn nhóm 3. Quá trình hàn được thực hiện bằng phương pháp hồ quang. Để mối hàn có độ dẻo cao hơn, vùng tiếp xúc phải ở trong môi trường khí che chắn. Ở đây ưu tiên cho helium hoặc argon.

Tính chất sinh học. Molypden được chứa trong cơ thể con người trong khoảng 8-10 mg. Trước hết, nó ảnh hưởng đến quá trình đồng hóa. Tăng cường tác dụng của vitamin C, do đó tăng cường hệ thống miễn dịch. Molypden là một chất điều hòa đồng, ngăn ngừa sự tích tụ của nó trong máu.

Hợp kim molypden có một tính năng đặc trưng về thành phần hóa học - một tỷ lệ phần trăm các nguyên tố hợp kim thấp. Chỉ những dung dịch rắn hai thành phần mới có một tỷ lệ vonfram đáng kể trong thành phần của chúng (lên đến 50%).

Các thương hiệu nội địa chính của hợp kim molypden là:

• Hợp kim molypden TsM-2A. Phụ gia hợp kim là titan (0,07-03%) và zirconium (0,07-0,15%). Ngoài các nguyên tố này, nó có thể bao gồm các pha cacbua (lên đến 0,004%). Độ bền kéo là 30 kg \ mm2. Nó giảm đáng kể sau khi vượt qua ngưỡng nhiệt độ 1200 C. Ưu điểm chính của hợp kim là khả năng sản xuất và độ dẻo, giúp có thể thu được các bán thành phẩm công nghiệp từ nó.
• Hợp kim molypden VM-1 không khác biệt đáng kể so với hợp kim được mô tả ở trên. Nó có các chỉ số tương tự về cả tính chất hóa học và cơ học.
• Molypden VM-2 chứa một tỷ lệ zirconium lớn hơn, làm cho nó có khả năng chịu nhiệt tốt hơn. Điều này cho phép nó chịu được nhiệt độ trong môi trường 1300-1400 C. Nó có độ bền kéo 48 kg / mm2, cao gấp 1,6 lần so với TsM-2A.
• Việc pha tạp thêm hợp kim molypden VM-3 với titan (1,3%), zirconi (0,6%), niobi (1,8%) dẫn đến tăng khả năng chịu nhiệt. Chịu được tải trọng lên đến 27 kg \ mm2 ở nhiệt độ lên đến 1360 C. Tuy nhiên, VM-3 có mức độ dẻo giảm. Điều này làm cho nó trở nên kém tiên tiến hơn về mặt công nghệ và hạn chế việc sử dụng nó trong sản xuất.

Ứng dụng cho molypden

Là một vật liệu chịu nhiệt và chống ăn mòn, nó được sử dụng trong sản xuất các bộ phận chịu tải nhiều nhất của các cơ chế và cấu trúc của các ngành công nghiệp khác nhau. Trong số các mục đích chính của nó, cần lưu ý:

• Ứng dụng trong ngành hàng không trong sản xuất các bộ phận khác nhau của động cơ phản lực cánh quạt: cửa hút gió, cánh tuabin, v.v.
• Ngành công nghiệp tên lửa và vũ trụ sử dụng molypden trong sản xuất các bộ phận riêng lẻ của các đơn vị máy bay: nón mũi, phản xạ nhiệt, bánh lái, tấm tổ ong, da, v.v. Điều này xảy ra do tỷ lệ giữa nhiệt độ và mật độ. Mặc dù molypden kém hơn về khả năng chịu nhiệt tuyệt đối so với vonfram, nhưng nó lại đi trước nó về mặt cụ thể. Do đó, ở nhiệt độ dưới 1350, sử dụng molypden có lợi hơn, bởi vì. làm giảm đáng kể trọng lượng của kết cấu.
• Ứng dụng trong luyện kim như một chất phụ gia tạo hợp kim. Molypden phá vỡ cấu trúc hạt của thép, do đó làm tăng cường độ cứng của nó. Ngoài ra, có sự gia tăng khả năng chống ăn mòn, độ cứng và độ cứng. Thêm 0,3% molypden vào thép làm tăng độ bền của nó lên 3 lần.
• Trong kỹ thuật điện, chúng được sử dụng trong sản xuất giá đỡ cho dây tóc vonfram trong đèn sợi đốt. Việc sử dụng này gắn liền với việc sở hữu các đặc tính của molypden để duy trì kích thước tuyến tính ở nhiệt độ cao.
• Trong kỹ thuật cơ khí, molypden được sử dụng làm vật liệu cho lồng của ổ trượt và bi của ổ lăn. Mẹo của dụng cụ cắt: mũi khoan, mũi khoan, dụng cụ tiện, máy cắt.
• Điện cực molipđen được sử dụng trong lò điện để nấu chảy thủy tinh, do thực tế là kim loại không tham gia phản ứng hóa học với oxit silic.
• Molypden sulfua đóng vai trò như chất bôi trơn nhiệt độ cao trong các đơn vị ma sát quan trọng.
• Trong kỹ thuật nhiệt, nó được sử dụng làm vật liệu cho lò sưởi và cách nhiệt của lò chân không.
• Trong y học, molypden là một nguyên liệu thô để sản xuất tecneti, được dùng như một phương tiện chẩn đoán các khối u ác tính.
• Trong nông nghiệp, molypden được thêm vào phân bón. Molypden đã được chứng minh là làm tăng sự phát triển của cây trồng.

Nó thậm chí còn được thêm vào dầu động cơ do đặc tính chống ăn mòn của nó.

Molypden và các hợp kim của nó là vật liệu chịu lửa. Kim loại chịu lửa và hợp kim dựa trên chúng được sử dụng trong hai phiên bản để sản xuất vỏ cho các bộ phận đầu của tên lửa và máy bay. Trong một phiên bản, những kim loại này chỉ đóng vai trò là lá chắn nhiệt, được ngăn cách với vật liệu cấu trúc chính bằng cách nhiệt. Trong trường hợp thứ hai, kim loại chịu lửa và hợp kim của chúng đóng vai trò là vật liệu cấu trúc chính. Molypden đứng thứ hai sau vonfram và các hợp kim của nó về đặc tính sức mạnh. Tuy nhiên, về độ bền cụ thể ở nhiệt độ dưới 1350-1450 ° C, Mo và các hợp kim của nó xếp hạng nhất. Do đó, molypden và niobi và các hợp kim của chúng, có độ bền riêng cao hơn tới 1370 ° C so với tantali, vonfram và các hợp kim dựa trên chúng, được sử dụng rộng rãi nhất để sản xuất các bộ phận vỏ và khung của tên lửa và máy bay siêu thanh.

Mo được sử dụng trong các tấm tổ ong cho tàu vũ trụ, bộ trao đổi nhiệt, vỏ cho tên lửa tái nhập và viên nang, tấm chắn nhiệt, vỏ cạnh cánh và bộ ổn định trong máy bay siêu thanh. Một số bộ phận của động cơ phản lực và tuốc bin phản lực hoạt động trong những điều kiện rất khó khăn (cánh tuabin, váy đuôi, nắp vòi, vòi phun của động cơ tên lửa, bề mặt điều khiển trong tên lửa bằng thuốc phóng rắn). Trong trường hợp này, không chỉ có khả năng chống oxy hóa và ăn mòn khí cao mà còn phải có độ bền lâu dài và khả năng chống va đập từ vật liệu. Ở nhiệt độ dưới 1370 ° C, molypden và các hợp kim của nó được sử dụng để sản xuất các bộ phận này.

Molypden là một vật liệu đầy hứa hẹn cho các thiết bị hoạt động trong môi trường axit sulfuric, hydrochloric và phosphoric. Do điện trở cao của kim loại này trong thủy tinh nóng chảy, nó được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thủy tinh, đặc biệt là để sản xuất điện cực để nấu chảy thủy tinh. Hiện nay, hợp kim molypden được sử dụng để làm khuôn và lõi cho máy ép phun hợp kim nhôm, kẽm và đồng. Độ bền và độ cứng cao của các vật liệu như vậy ở nhiệt độ cao đã dẫn đến việc chúng được sử dụng như một công cụ trong quá trình gia công nóng thép và hợp kim bằng áp suất (trục gá cho máy nghiền, khuôn dập, khuôn dập).

Molypden cải thiện đáng kể các đặc tính của thép. Phụ gia Mo làm tăng đáng kể độ cứng của chúng. Bổ sung nhỏ Mo (0,15-0,8%) vào thép kết cấu làm tăng sức mạnh, độ dẻo dai và khả năng chống ăn mòn của chúng đến mức chúng được sử dụng trong sản xuất các bộ phận và sản phẩm quan trọng nhất. Để tăng độ cứng, molypden được đưa vào hợp kim coban và crom (đá bào), được sử dụng để làm bề mặt các cạnh của các bộ phận thép thông thường có tác dụng chống mài mòn (mài mòn). Nó cũng là một phần của một số vật liệu chịu axit và nhiệt- hợp kim bền dựa trên niken, coban và crom.

Một lĩnh vực ứng dụng khác là sản xuất các bộ phận gia nhiệt cho lò điện hoạt động trong khí quyển hydro ở nhiệt độ lên đến 1600 ° C. Ngoài ra, molypden được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp vô tuyến điện tử và kỹ thuật tia X để sản xuất các bộ phận khác nhau của đèn điện tử, ống tia X và các thiết bị chân không khác.

Các hợp chất molypden - sunfua, oxit, molypdat - là chất xúc tác cho các phản ứng hóa học, chất màu nhuộm, thành phần men. Ngoài ra, kim loại này như một chất phụ gia vi lượng là một phần của phân bón. Molypden hexafluoride được sử dụng để lắng đọng Mo kim loại trên các vật liệu khác nhau. MoSi 2 được sử dụng làm chất bôi trơn nhiệt độ cao rắn. Mo đơn tinh thể tinh khiết được sử dụng để sản xuất gương cho laser khí năng lượng cao. Molypden Telluride là vật liệu nhiệt điện rất tốt để sản xuất máy phát nhiệt điện (nhiệt điện có 780 μV / K). Molypden trioxit (anhydrit molypden) được sử dụng rộng rãi như một điện cực dương trong các nguồn dòng điện liti. Disulfide MoS 2 và diselenide MoSe 2 molypden được sử dụng làm chất bôi trơn cho các bộ phận cọ xát hoạt động ở nhiệt độ từ -45 đến + 400 ° C. Trong công nghiệp sơn và vecni và công nghiệp nhẹ để sản xuất sơn và vecni cũng như để nhuộm vải và lông thú, một số hợp chất hóa học của Mo được sử dụng làm chất màu.

Molypden (tiếng Latinh Molypden, ký hiệu là Mo) là một nguyên tố có số hiệu nguyên tử 42 và trọng lượng nguyên tử 95,94. Nó là một nguyên tố thuộc phân nhóm thứ cấp của nhóm thứ sáu, chu kỳ thứ năm trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học của Dmitry Ivanovich Mendeleev. Cùng với crom và vonfram, molypden tạo thành một phân nhóm của crom. Các nguyên tố của phân nhóm này khác nhau ở chỗ lớp electron ngoài cùng của nguyên tử chứa một hoặc hai electron, điều này quyết định tính chất kim loại của các nguyên tố này và sự khác biệt của chúng với các nguyên tố của phân nhóm chính. Molypden ở điều kiện bình thường là kim loại chịu lửa chuyển tiếp (điểm nóng chảy 2620 ° C) màu xám nhạt với khối lượng riêng 10,2 g / cm3. Theo nhiều cách, các tính chất cơ học của molypden phụ thuộc vào độ tinh khiết của kim loại và quá trình xử lý cơ và nhiệt trước đó của nó.

Có 31 đồng vị đã biết của molypden từ 83Mo đến 113Mo. Ổn định là: 92Mo, 94Mo - 98Mo. Trong tự nhiên, nguyên tố bốn mươi giây được đại diện bởi bảy đồng vị: 92Mo (15,86%), 94Mo (9,12%), 95Mo (15,70%), 96Mo (16,50%), 97Mo (9,45%), 98Mo (23,75%) và 100Mo (9,62%) với chu kỳ bán rã = 1,00 1019 năm. Các đồng vị không ổn định nhất của nguyên tố # 42 có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 150 ns. Các đồng vị phóng xạ 93Mo (chu kỳ bán rã 6,95 giờ) và 99Mo (chu kỳ bán rã 66 giờ) là các chất đánh dấu đồng vị.

Molypden ở dạng khoáng chất molypdenit (molypden disulfide - MoS2) đã được người Hy Lạp và La Mã cổ đại biết đến từ rất lâu. Trong nhiều thế kỷ, molypdenit, hay còn được gọi là ánh molypden, không được phân biệt với galena (ánh chì PbS) và graphite. Thực tế là tất cả các khoáng chất này đều có bề ngoài rất giống nhau, ngoài ra, chúng đều có khả năng để lại dấu vết trên giấy. Do đó, cho đến thế kỷ 18, những khoáng chất này được gọi giống nhau: "Molybdaena", theo tiếng Hy Lạp có nghĩa là "chì".

Người đầu tiên cho rằng cả ba khoáng chất này là các chất độc lập là nhà hóa học Thụy Điển F. Kronstedt. Sau 20 năm, một nhà hóa học Thụy Điển khác là K. Scheele đã bắt đầu nghiên cứu về molybdenit. Sau khi hòa tan khoáng chất đó trong axit nitric đặc, thu được kết tủa trắng, người ta gọi là axit molipđi. Giả sử rằng kim loại có thể thu được bằng cách nung kết tủa trắng này với than nguyên chất, nhưng không có thiết bị cần thiết (lò), Scheele đề nghị một nhà hóa học khác, Gjelma, người có một lò như vậy, tiến hành một thí nghiệm. Kết quả của thí nghiệm là thu được cacbua molypden, mà cả hai nhà khoa học đều lấy kim loại mà họ gọi là molypden. J. Ya. Berzelius đã được định để có được một kim loại tương đối tinh khiết, thiết lập trọng lượng nguyên tử của nó và mô tả một số tính chất vào năm 1817.

Hầu hết molypden được khai thác (80-85%) được tiêu thụ như một nguyên tố hợp kim trong sản xuất các loại thép đặc biệt. Molypden là thành phần cấu tạo của nhiều loại thép không gỉ, ngoài ra việc bổ sung nguyên tố này giúp tăng khả năng chịu nhiệt của các loại thép này. Các hợp kim được tạo thành từ nguyên tố thứ bốn mươi được sử dụng trong hàng không, tên lửa và công nghệ hạt nhân, và kỹ thuật hóa học. Ở dạng tinh khiết, kim loại được sử dụng trong sản xuất các bộ phận của đèn điện tử và đèn sợi đốt (cực dương, lưới điện, cực âm, giá đỡ dây tóc, v.v.), dây và băng molypden được sử dụng làm bộ sưởi cho lò nhiệt độ cao. Một số hợp chất của nguyên tố bốn mươi giây cũng được ứng dụng rộng rãi. Vì vậy anhydrit molipđen được sử dụng rộng rãi làm điện cực dương trong các nguồn dòng liti, MoS2 là chất bôi trơn cho các bộ phận cọ xát của các cơ cấu, một số oxit molipđen là chất xúc tác trong công nghiệp hóa chất và dầu mỏ.

Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng molypden thường xuyên hiện diện trong cơ thể của thực vật, động vật và con người như một nguyên tố vi lượng chủ yếu tham gia vào quá trình chuyển hóa nitơ. Nguyên tố thứ bốn mươi hai cần thiết cho hoạt động của một số enzym oxy hóa khử cần thiết cho quá trình trao đổi chất ở thực vật và động vật.

Tính chất sinh học

Nguyên tố thứ bốn mươi hai là một trong những nguyên tố vi lượng quan trọng nhất trong dinh dưỡng của con người, động vật và thực vật, cần thiết cho sự phát triển và sinh trưởng bình thường của sinh vật và ảnh hưởng đến sự sinh sản của thực vật. Hàm lượng molypden trong khối lượng xanh của thực vật là khoảng 1 mg trên một kg chất khô. Nguyên tố này cần thiết cho hoạt động của một số enzym oxy hóa khử (flavoprotein) xúc tác quá trình khử nitrat và cố định nitơ trong thực vật (có nhiều molypden trong nốt sần cây họ đậu, thường gặp ở vi khuẩn và vi khuẩn cổ rễ). Ngoài ra, ở thực vật, nguyên tố thứ bốn mươi kích thích sinh tổng hợp axit nucleic và protein, làm tăng hàm lượng diệp lục và vitamin.

Khi thiếu molypden, cà chua, cây họ đậu, yến mạch, rau diếp và các cây khác bị bệnh với một loại đốm đặc biệt, không kết trái và chết. Vì lý do này, cần phải đưa các molybdat hòa tan vào phân bón vi lượng với một lượng nhỏ. Vì vậy, tại một trong những trang trại thử nghiệm ở New Zealand, người ta đã phát hiện ra rằng khi đưa một lượng nhỏ muối molypden vào đất, nó sẽ làm tăng sản lượng cỏ ba lá và cỏ linh lăng lên khoảng một phần ba. Các nghiên cứu nông nghiệp sâu hơn đã chỉ ra rằng lượng vi lượng molypden làm tăng hoạt động của vi khuẩn nốt sần, do đó cây trồng hấp thụ nitơ tốt hơn. Người ta cũng thấy rằng molypden được hấp thụ tốt nhất trên đất chua, và trên đất đỏ và burozems giàu sắt, hiệu quả của molypden là tối thiểu.

Tác dụng sinh lý của molypden đối với sinh vật động vật và con người lần đầu tiên được thiết lập vào năm 1953, với việc phát hiện ra ảnh hưởng của nguyên tố này đối với hoạt động của enzym xanthine oxidase. Molypden làm cho hoạt động của các chất chống oxy hóa, bao gồm cả vitamin C, hiệu quả hơn và nó cũng là một thành phần quan trọng của hệ thống hô hấp mô, tăng cường tổng hợp các axit amin và cải thiện sự tích tụ nitơ. Yếu tố thứ bốn mươi hai là một phần không thể thiếu của một số enzym (xanthine oxidase, aldehyde oxidase, sulfite oxidase, v.v.) thực hiện các chức năng sinh lý quan trọng, đặc biệt là điều hòa chuyển hóa axit uric. Sự thiếu hụt molypden trong cơ thể đi kèm với sự giảm hàm lượng của xanthine oxidase trong các mô, từ đó các quá trình đồng hóa "bị", làm suy yếu hệ thống miễn dịch.

Nó không được thiết lập hoàn toàn, nhưng người ta cho rằng molypden đóng một vai trò quan trọng trong quá trình kết hợp florua vào men răng, cũng như trong việc kích thích tạo máu. Khi thiếu molypden trong cơ thể động vật, khả năng oxy hóa xanthine thành axit uric bị suy giảm, việc đào thải axit uric và sulfat vô cơ giảm, tốc độ tăng trưởng giảm. Động vật phát triển sỏi thận xanthine. Sự thiếu hụt molypden có thể dẫn đến giảm sự phân hủy của xenlulo và tích tụ quá nhiều đồng trong cơ thể, dẫn đến nhiễm độc đồng. Tất cả những hiện tượng này có thể được loại bỏ bằng cách bổ sung molypden vào chế độ ăn. Ở người, thiếu molypden biểu hiện dưới dạng hạ natri máu, tăng natri huyết, tăng hydroxypurine huyết, hạ natri máu và hạ sulfat niệu, rối loạn tâm thần tiến triển (đến hôn mê).

Người ta đã xác định được rằng các hợp chất của nguyên tố thứ bốn mươi đi vào cơ thể cùng với thức ăn. Trong ngày, 75-250 mcg molypden đi vào cơ thể người lớn cùng với thức ăn, đây là lượng vi lượng cần thiết hàng ngày. Molypden cung cấp vào thức ăn ở dạng phức chất hòa tan dễ hấp thu - 25-80% nguyên tố cung cấp thức ăn được hấp thu qua đường tiêu hóa của con người. Hơn nữa, khoảng 80% molypden đi vào máu liên kết với protein (chủ yếu là albumin) và được vận chuyển khắp cơ thể. Bộ phận tập trung của nguyên tố thứ bốn mươi hai là gan và thận. Molypden được thải trừ chủ yếu qua nước tiểu và mật. Sự tích tụ của molypden trong cơ thể của động vật có vú không xảy ra. Các nhà cung cấp chính của molypden cho cơ thể là đậu khô, sữa và các sản phẩm từ sữa, thịt nội tạng, họ cải, quả lý gai, nho đen, ngũ cốc và bánh ngọt. Mặc dù thực tế là molypden là một nguyên tố hiếm, các trường hợp thiếu hụt nó trong cơ thể con người là rất hiếm.

Cơ thể dư thừa molypden sẽ dẫn đến rối loạn chuyển hóa, xương chậm phát triển. Xanthine oxidase làm tăng tốc độ chuyển hóa nitơ trong cơ thể, đặc biệt là chuyển hóa purin. Kết quả của sự phân hủy purin, axit uric được hình thành. Nếu có quá nhiều axit này, thì thận không có thời gian để loại bỏ nó ra khỏi cơ thể, các muối hòa tan trong axit này sẽ tích tụ lại ở các khớp và gân cơ. Các khớp bắt đầu đau, bệnh gút phát triển. Sự dư thừa molypden trong thức ăn của gia súc nhai lại dẫn đến nhiễm độc molypden mãn tính, kèm theo tiêu chảy, kiệt sức, suy giảm chuyển hóa đồng và phốt pho. Để giảm tác dụng độc hại của molypden đối với cơ thể, cần giảm ăn các sản phẩm giàu molypden, thực hiện điều trị triệu chứng, sử dụng các loại thuốc và chế độ ăn uống bổ sung thực phẩm có chứa đồng và lưu huỳnh (methionin, unithiol, natri thiosulfat, vân vân.).

Nó chỉ ra rằng molypden có thể ảnh hưởng đến cơ thể không chỉ trực tiếp - như một nguyên tố vi lượng quan trọng, mà còn gián tiếp - như một thành phần của đất. Vì vậy, ở phía bắc Trung Quốc có một địa danh Lin Xian (Lâm Tây An), nó nằm ở tỉnh Hồ Nam (Honan). Nơi đây được mệnh danh là khu vực có tỷ lệ người mắc bệnh ung thư thực quản cao nhất trong số người dân địa phương. Lý do của sự bất thường như vậy là gì? Câu trả lời đến từ quá trình nghiên cứu kỹ lưỡng về đất. Hóa ra vùng đất của Ling Xian nghèo nguyên tố thứ bốn mươi giây, sự hiện diện của nguyên tố này cần thiết cho hoạt động bình thường của vi khuẩn cố định nitơ. Thực tế là quá trình phục hồi nitrat đưa vào đất được chúng thực hiện với sự trợ giúp của enzym nitrat reductase phụ thuộc molypden. Việc thiếu molypden làm giảm hoạt động của enzym, chỉ đủ để khử nitrat không thành amoniac mà thành nitrosamine, được biết là có hoạt tính gây ung thư cao. Việc đưa phân bón molypden vào đất đã làm giảm đáng kể tỷ lệ mắc bệnh trong dân số. Các bệnh đặc hữu tương tự cũng đã được báo cáo ở Nam Phi.

Điều thú vị là mỏ molypden, được phát triển vào những năm 30 của thế kỷ XX và nằm trên một trong những mỏm của sườn núi Takhtarvumchorr (bán đảo Kola), hiện là một tuyến đường du lịch thường xuyên được ghé thăm. Trong mỏ chỉ có một đường chân trời, có ba lối vào ở độ cao 600 mét so với mực nước biển. Thấp hơn một chút so với lối vào quảng cáo là một động cơ hơi nước, đã từng cung cấp hơi nước qua đường ống cho các máy khoan của thợ mỏ. Nhân tiện, cả động cơ hơi nước và các đường ống cung cấp - mọi thứ đã được giữ nguyên. Tuyến đường nhỏ, khoảng ba km trôi dạt và một phần của mỏ bị ngập.

Những hình xoắn ốc bí ẩn của vonfram, molypden và đồng là một hiện tượng gây tranh cãi và chưa được giải thích hoàn toàn bởi khoa học hiện đại dưới dạng các vật thể nhỏ (từ 3 micron đến 3 mm) được tìm thấy ở Subpolar Urals. Lần đầu tiên những phát hiện như vậy xuất hiện vào năm 1991, trong quá trình thăm dò, được thực hiện ở khu vực sông Naroda trong các mẫu cát được kiểm tra về sự hiện diện của vàng. Sau đó, những phát hiện tương tự đã nhiều lần được tìm thấy ở vùng biển cận cực ở khu vực sông Naroda, Kozhim và Balbanyu, cũng như ở Tajikistan và Chukotka. Tính độc đáo của phát hiện là tuổi của chúng. Các đối tượng xác định niên đại là rất khó do hầu hết chúng được tìm thấy trong các trầm tích phù sa.

Ngoại lệ là hai phát hiện được thực hiện vào năm 1995 trong bức tường của một mỏ đá ở khu vực hạ lưu sông Balbanyu. Việc kiểm tra những tảng đá trong đó có suối molypden đã cho một kết quả mơ hồ - từ 20.000 đến 318.000 năm! Nhiều giả thuyết đã được đưa ra về những phát hiện này: các vòng xoắn ốc có nguồn gốc ngoài hành tinh và có thể là sản phẩm của công nghệ nano ngoài Trái đất được đưa đến Trái đất từ ​​vài nghìn năm trước; Những con suối bí ẩn - những vật thể nhân tạo nhưng không cổ xưa mà hiện đại, mắc vào những tảng đá từ bề mặt trái đất. Lý thuyết được chấp nhận rộng rãi là ý kiến ​​của Nikolai Rumyantsev, Tiến sĩ Khoa học Địa chất và Mỏ, Nhà Địa chất Danh dự của Nga, về nguồn gốc tự nhiên của "lò xo" - một dạng vonfram bản địa.

Molypden không phải là một kim loại tiền xu, tuy nhiên, sự tương tự của "tiền xu" (chúng không có mệnh giá) hoặc huy chương được bán bởi công ty Metallium, có những mã thông báo huy chương khác được bán bởi các công ty sản xuất (họ cũng khai thác kim loại) của molypden.

Một giả thuyết tuyệt vời khác liên quan gián tiếp đến molypden là phiên bản của nguồn gốc ngoài Trái đất của sự sống trên Trái đất. Một trong những lập luận của lý thuyết này: "sự hiện diện của các nguyên tố cực hiếm trong các sinh vật trên cạn có nghĩa là chúng có nguồn gốc ngoài trái đất." Molypden được chứa trong vỏ trái đất với một lượng không đáng kể, và vai trò của nó trong quá trình chuyển hóa (trao đổi chất) của các sinh vật trên cạn là rất đáng kể. Đồng thời cũng lưu ý rằng, cái gọi là "ngôi sao molypden" với hàm lượng molypden cao, chính là "đồn điền" ban đầu của vi sinh vật được đưa đến Trái đất!

Tuy nhiên, hiện tượng này được giải thích theo quan điểm của tiến hóa sinh hóa học, chẳng hạn, vỏ trái đất chứa rất ít phốt pho, và phốt pho là thành phần thiết yếu của axit nucleic, cùng với protein, rất cần thiết cho sự sống; Ngoài ra, hoạt động thần kinh cao hơn cũng liên quan rất mật thiết đến phốt pho. Ngoài ra, nhà khoa học Nhật Bản Egani xác định rằng tổng hàm lượng molypden trên Trái đất thực sự thấp, nhưng tỷ lệ phần trăm của nó trong nước biển cao gấp đôi so với crôm. Nhân dịp này, Egani viết: "Sự phong phú tương đối của nguyên tố này trong nước biển xác nhận quan điểm được chấp nhận rộng rãi rằng sự sống trên Trái đất bắt nguồn từ đại dương nguyên thủy."

Câu chuyện

Ngay cả những người Hy Lạp cổ đại cũng nhận thấy rằng một số khoáng chất có thể để lại vết xám trên giấy. Dựa trên thực tế này, họ đã kết hợp một số chất hoàn toàn khác nhau về tính chất dưới một cái tên - “Molybdaena”, có nghĩa là chì trong tiếng Hy Lạp, bản thân nó có khả năng viết trên giấy. Đổ lỗi cho sự nhầm lẫn này và sự giống nhau của molybdenit màu xám chì với galena và graphit. Độ mềm của những khoáng chất này cho phép chúng được sử dụng làm chì kẻ chì, mặc dù nếu bạn nhìn kỹ, ánh molypden để lại màu xám xanh trên giấy, trái ngược với màu xám của than chì hoặc chì. Những yếu tố này, cộng với sự giống nhau của tên Hy Lạp cho chì "ó" và galena "o", đã gây ra quan niệm sai lầm về sự giống nhau của ba khoáng chất (PbS - galena , MoS2 - molybdenite và graphite) từ thời cổ đại đã di cư đến thời Trung cổ một cách suôn sẻ. Tình trạng này tiếp tục cho đến thế kỷ 18.

Người đầu tiên muốn phá bỏ “vòng luẩn quẩn” là nhà hóa học và khoáng vật học nổi tiếng người Thụy Điển Axel Fredrik Cronstedt (1722-1765). Năm 1758, ông cho rằng trên thực tế graphit, molybdenit (MoS2 - ánh molypden) và galena (PbS - ánh chì) là ba chất hoàn toàn độc lập. Tuy nhiên, trên giả định này, quá trình tiến tới sự thật đã hoàn thành.

Chỉ hai mươi năm sau - năm 1778 - thành phần hóa học của molybdenit lại được quan tâm. Và một lần nữa đó là một nhà hóa học người Thụy Điển - Carl Wilhelm Scheele. Điều đầu tiên Scheele làm là đun sôi ánh molypden trong axit nitric đậm đặc, kết quả là nhà hóa học thu được kết tủa trắng của "đất trắng đặc biệt" (Wasserbleyerde). Ông gọi trái đất này là axit molybdic (Acidum Molybdaenae). Vào thời của Karl Wilhelm, "đất" được gọi là anhydrit, tức là sự kết hợp của một nguyên tố với oxy, hay nói cách khác, "axit trừ nước". Việc không có kiến ​​thức này đã không ngăn cản nhà khoa học đề xuất rằng kim loại từ "trái đất" có thể thu được bằng cách nung thứ hai với than nguyên chất. Tuy nhiên, nếu không có thiết bị cần thiết (Scheele không có lò nung phù hợp), nhà khoa học không thể tự mình tiến hành thí nghiệm.

Chỉ dành cho khoa học, Scheele, không hề có cảm giác ghen tị, đã gửi một mẫu axit molybdic cho một nhà hóa học Thụy Điển khác, Peter Jacob Hjelm, vào năm 1782. Đổi lại, cuối cùng anh ta đã khôi phục được nó bằng than và lấy được một hạt kim loại (kim loại nấu chảy thu được bằng cách nung chảy khoáng chất hoặc quặng với soda hoặc các chất trợ dung khác). Tuy nhiên, nó chỉ bị ô nhiễm nặng molypden cacbua. Thực tế là khi nung molypden trioxit MoO3 với than, không thể thu được molipđen nguyên chất, vì nó phản ứng với than, tạo thành cacbit. Tuy nhiên, các nhà khoa học rất vui mừng. Scheele chúc mừng đồng nghiệp của mình: "Tôi rất vui vì giờ đây chúng ta đã có kim loại - molypden." Do đó, vào năm 1790, kim loại mới này đã nhận được một cái tên nước ngoài, bởi vì molibdaena trong tiếng Latinh bắt nguồn từ tên tiếng Hy Lạp cổ đại của chì - μολνβδος. Đây là một nghịch lý nổi tiếng - rất khó để tìm thấy các kim loại khác với molypden và chì.

Kim loại tương đối tinh khiết chỉ thu được vào năm 1817 - sau cái chết của cả hai người phát hiện ra. Danh dự của một khám phá như vậy thuộc về một nhà hóa học Thụy Điển nổi tiếng khác, Jens Jakob Berzelius. Ông đã khử anhydrit molypden không phải bằng cacbon mà bằng hydro và thu được molypden thực sự tinh khiết, thiết lập trọng lượng nguyên tử của nó và nghiên cứu chi tiết tính chất của nó.

Molypden có độ tinh khiết công nghiệp chỉ thu được vào đầu thế kỷ 20.

Ở trong tự nhiên

Theo nhiều nguồn khác nhau, hàm lượng molypden trong vỏ trái đất dao động từ 1,1 ∙ 10-4% đến 3 ∙ 10-4% trọng lượng. Molypden không xuất hiện ở dạng tự do; nói chung, nguyên tố thứ bốn mươi phân bố kém trong tự nhiên. Theo phân loại của nhà địa hóa Liên Xô V.V. Shcherbina, các nguyên tố có ít hơn 0,001% trong vỏ trái đất được coi là hiếm, do đó, molypden là nguyên tố hiếm điển hình. Tuy nhiên, phần tử thứ bốn mươi được phân bố tương đối đồng đều. Khoảng hai mươi khoáng chất molypden được biết đến trong tự nhiên, hầu hết chúng (các molypdat khác nhau) được hình thành trong sinh quyển. Đá ultrabasic và đá cacbonat chứa ít molypden nhất (0,4 - 0,5 g / t).

Cần lưu ý rằng nồng độ molipđen trong đá tăng khi tăng SiO2, vì trong quá trình magma, molipđen liên kết chủ yếu với magma axit và granitoit. Sự tích tụ của molypden liên quan đến các vùng nước nóng sâu, từ đó nó kết tủa dưới dạng molypdenit MoS2, tạo thành các mỏ thủy nhiệt. Chất kết tủa quan trọng nhất của nguyên tố bốn mươi giây từ nước là H2S. Molypden được tìm thấy trong nước biển và sông, tro thực vật, than đá và dầu mỏ. Hơn nữa, hàm lượng của nguyên tố bốn mươi giây trong nước biển dao động từ 8,9 đến 12,2 μg / l - tùy thuộc vào đại dương và khu vực nước. Một hiện tượng chung chỉ có thể được coi là vùng nước gần bờ biển và các lớp bề mặt có lượng molypden nghèo hơn nhiều so với các lớp sâu của đại dương. Nước của đại dương và biển chứa nguyên tố thứ bốn mươi hai nhiều hơn nước sông. Thực tế là, tác động với dòng chảy của sông, molypden tích tụ một phần trong nước biển, và một phần kết tủa, tập trung trong bùn sét.

Các khoáng chất quan trọng nhất của molypden là molybdenit (MoS2), povelit (CaMoO4), molybdo-scheelite (Ca (Mo, W) O4), molybdite (xFe2O3 yMoO3 zH2O) và wulfenit (PbMoO4). Molypdenit hoặc ánh molypden là một khoáng chất từ ​​lớp sunfua (MoS2), nó chứa 60% molypden và 40% lưu huỳnh. Một lượng nhỏ khí biến đổi cũng được tìm thấy - lên đến 0,33%. Thông thường, khoáng vật này được tìm thấy trong trầm tích greisen, ít thường xuyên hơn là pegmatit, trong đó nó được kết hợp với wolframite, cassiterit, topaz, fluorit, pyrit, chalcopyrit và các khoáng chất khác. Các tích lũy quan trọng nhất của molybdenit có liên quan đến các thành tạo thủy nhiệt, và đặc biệt phổ biến trong các mạch thạch anh và đá silic hóa.

Hàm lượng trung bình của molypden trong quặng của các mỏ lớn là 0,06-0,3%, nhỏ - 0,5-1%. Là một thành phần liên kết, nguyên tố bốn mươi giây được chiết xuất từ ​​các loại quặng khác có hàm lượng molypden từ 0,005% trở lên. Ngoài ra, quặng molypden được phân biệt bởi thành phần khoáng chất và hình dạng của thân quặng. Theo tiêu chí thứ hai, chúng được chia thành skarn (molypden, vonfram-molypden và đồng-molypden), mạch (thạch anh, thạch anh-sericit và thạch anh-molybdenite-wolframite) và dạng mạch (đồng-molypden, thạch anh-molybdenite- sericit, đồng porphyr với molypden). Trước đây, trầm tích mạch thạch anh có tầm quan trọng hàng đầu trong công nghiệp, nhưng trong thời hiện đại, chúng hầu như đã được gia công. Do đó, các trầm tích phân tán theo tĩnh mạch và phân hủy có tầm quan trọng tối cao.

Gần đây hơn, Hợp chủng quốc Hoa Kỳ được coi là quốc gia đứng đầu thế giới về trữ lượng và sản xuất quặng molypden, nơi các quặng chứa molypden được khai thác ở Colorado, New Mexico, Idaho và một số bang khác. Tuy nhiên, những khám phá gần đây về các mỏ phong phú mới đã đưa Trung Quốc lên vị trí dẫn đầu, nơi có 7 tỉnh lớn tham gia khai thác. Trong khi Mỹ vẫn dẫn đầu về sản xuất molypden, nền kinh tế đang bùng nổ của Trung Quốc có thể sớm đưa quốc gia đó lên vị trí hàng đầu về sản xuất nguyên tố bốn mươi giây. Các quốc gia khác có trữ lượng lớn quặng molypden bao gồm: Chile, Canada (lãnh thổ của British Columbia), Nga (bảy mỏ phát triển), Mexico (mỏ La Caridad), Peru (mỏ Tokepala), nhiều nước SNG, v.v.

Đăng kí

Khách hàng tiêu thụ chính của molypden (lên đến 85%) là luyện kim, trong đó tỷ lệ sư tử của nguyên tố bốn mươi giây được khai thác được sử dụng để thu được các loại thép có cấu trúc đặc biệt. Molypden cải thiện đáng kể các tính chất của kim loại hợp kim. Phụ gia của nguyên tố này (0,15-0,8%) làm tăng đáng kể độ cứng, cải thiện độ bền, độ dẻo dai và khả năng chống ăn mòn của thép kết cấu, được sử dụng trong sản xuất các bộ phận và sản phẩm quan trọng nhất.

Molypden và các hợp kim của nó là vật liệu chịu lửa, và chất lượng này đơn giản là cần thiết trong sản xuất vỏ cho các bộ phận đầu của tên lửa và máy bay. Hơn nữa, việc sử dụng các hợp kim như vậy có thể vừa làm vật liệu phụ - màn chắn nhiệt, được ngăn cách với vật liệu chính bằng vật liệu cách nhiệt, vừa là vật liệu cấu trúc chính. Mặc dù molypden kém hơn vonfram và các hợp kim của nó về đặc điểm độ bền, tuy nhiên, về độ bền riêng ở nhiệt độ dưới 1.350-1.450 ° C, molypden và các hợp kim của nó chiếm vị trí đầu tiên, và hợp kim titan-molypden có giới hạn nhiệt độ hoạt động 1500 ° C!

Chính vì điều này mà molypden và niobi, cũng như các hợp kim của chúng, có độ bền riêng cao hơn lên đến 1.370 ° C so với tantali, vonfram và các hợp kim dựa trên chúng, được sử dụng rộng rãi nhất trong sản xuất các phần tử da và khung tên lửa và máy bay siêu thanh. Từ thép chịu nhiệt được hợp kim với nguyên tố bốn mươi giây, vỏ của tên lửa và viên nang quay trở lại trái đất, tấm tổ ong của tàu vũ trụ, tấm chắn nhiệt, bộ trao đổi nhiệt, da mép cánh và bộ ổn định trong máy bay siêu thanh được chế tạo. Ngoài ra, molypden được sử dụng trong thép dành cho một số bộ phận của động cơ phản lực và tuốc bin phản lực (nắp kim phun, cánh tuabin, váy đuôi, vòi phun của động cơ tên lửa, bề mặt điều khiển trong tên lửa bằng nhiên liệu rắn). Vật liệu hoạt động trong những điều kiện như vậy không chỉ đòi hỏi khả năng chống oxy hóa và ăn mòn khí cao mà còn phải có độ bền lâu dài và khả năng chống va đập. Tất cả các chỉ số này ở nhiệt độ dưới 1370 ° C đều được đáp ứng bởi molypden và các hợp kim của nó.

Molypden và các hợp kim của nó được sử dụng trong các bộ phận hoạt động trong môi trường chân không trong thời gian dài, làm vật liệu kết cấu trong lò phản ứng điện hạt nhân, để sản xuất thiết bị hoạt động trong môi trường xâm thực (axit sulfuric, hydrochloric và phosphoric). Để tăng độ cứng, molypden được đưa vào hợp kim coban và crom (đá bào), được sử dụng để làm bề mặt các cạnh của các bộ phận làm bằng thép thông thường chịu mài mòn (mài mòn). Vì molypden và các hợp kim của nó ổn định trong thủy tinh nóng chảy, nên nó được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thủy tinh, ví dụ, để sản xuất điện cực nóng chảy thủy tinh. Hiện nay, hợp kim molypden được sử dụng để làm khuôn và lõi cho máy ép phun hợp kim nhôm, kẽm và đồng. Hợp kim molypden-vonfram kết hợp với vonfram nguyên chất được sử dụng để đo nhiệt độ lên đến 2.900 ° C trong môi trường khử.

Ở dạng tinh khiết của nó, molypden được sử dụng ở dạng băng hoặc dây, làm các phần tử gia nhiệt trong các lò cảm ứng nhiệt độ cao (lên đến 2.200 ° C). Tấm và dây molypden được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp vô tuyến điện tử (làm vật liệu cho cực dương của ống vô tuyến) và kỹ thuật tia X để sản xuất các bộ phận khác nhau của đèn điện tử, ống tia X và các thiết bị chân không khác.

Nhiều hợp chất của nguyên tố bốn mươi giây cũng đã được tìm thấy ứng dụng rộng rãi. MoS2 disulfide và MoSе2 diselenide của molypden được sử dụng làm chất bôi trơn cho các bộ phận cọ xát hoạt động ở nhiệt độ từ -45 đến +400 ° C. Ngoài ra, molypden disulfide được thêm vào dầu động cơ, nơi nó tạo thành các lớp giảm ma sát trên bề mặt kim loại. Molypden hexafluoride được sử dụng để lắng đọng molypden kim loại trên các vật liệu khác nhau. Chất khử trùng molypden MoSi2 được dùng trong sản xuất bộ gia nhiệt cho lò nung nhiệt độ cao, Na2MoO4 được dùng trong sản xuất sơn và vecni. Molypden Telluride là nguyên liệu nhiệt điện rất tốt để sản xuất máy phát nhiệt điện. Nhiều hợp chất của nguyên tố thứ bốn mươi (sulfua, oxit, molypdat) là chất xúc tác tốt cho các phản ứng hóa học, và cũng là một phần của thuốc nhuộm sắc tố và men.

Sản xuất

Ban đầu, quặng molypden được làm giàu, theo đó phương pháp tuyển nổi được sử dụng, dựa trên khả năng thấm ướt bề mặt khác nhau của các khoáng chất với nước. Quặng đã chia mịn được xử lý bằng nước với việc bổ sung một lượng nhỏ chất tuyển nổi, làm tăng sự khác biệt về khả năng thấm ướt của các hạt khoáng quặng và hạt quặng. Không khí được thổi mạnh qua hỗn hợp tạo thành; đồng thời, bong bóng của nó dính vào các hạt của các khoáng chất đó bị thấm ướt nặng hơn. Các khoáng chất này được mang theo bọt khí lên bề mặt và do đó được tách ra khỏi đá thải.

Tinh quặng molypden được làm giàu theo cách này chứa 47-50% molypden, 28-32% lưu huỳnh, 1-9% SiO2, ngoài ra còn có tạp chất của các nguyên tố khác: sắt, đồng, canxi và các nguyên tố khác. Sản phẩm cô đặc được nung oxy hóa ở nhiệt độ 560-600 ° C trong lò nhiều lò hoặc lò tầng sôi. Với sự có mặt của chất cô đặc trong quá trình nung, oxit dễ bay hơi Re2O7 được hình thành, được loại bỏ cùng với khí lò. Sản phẩm rang là cái gọi là "calcine" - bị nhiễm tạp chất MoO3.

MoO3 tinh khiết, cần thiết cho quá trình sản xuất molypden kim loại, thu được từ mẫu bằng hai cách. Phương pháp thứ nhất là thăng hoa ở nhiệt độ khoảng 1000 ° C, phương pháp thứ hai là phương pháp hóa học, trong đó lõi lọc được rửa sạch bằng nước amoniac. Trong trường hợp này, molypden đi vào dung dịch (amoni molypdat). Dung dịch được tinh chế khỏi các tạp chất của đồng, sắt và các nguyên tố khác, sau đó bằng cách trung hòa hoặc bay hơi và kết tinh sau đó, amoni polymolybdat được phân lập - chủ yếu là paramolybdat (NH4) 6Mo7O24 4H2O. Sau đó, bằng cách nung amoni paramolybdat ở 450-500 ° C, thu được MoO3 tinh khiết chứa không quá 0,05% tạp chất.

Điều xảy ra là thay vì rang, chất cô đặc molypđen được phân hủy bằng axit nitric, trong khi axit molypđi tạo thành MoO3 ∙ H2O được kết tủa, được hòa tan trong nước amoniac và thu được amoni paramolybdat. Một tỷ lệ nhất định của nguyên tố bốn mươi giây vẫn còn trong dung dịch chính, từ đó molypden được chiết xuất bằng cách tách hoặc trao đổi ion. Trong quá trình chế biến các chất cô đặc cấp thấp, có chứa 10 - 20% molypden, các hạt cặn rửa trôi Na2CO3, CaMoO4 được sử dụng trong luyện kim màu được kết tủa từ các dung dịch Na2MoO4 tạo thành. Bằng một phương pháp khác, sử dụng trao đổi ion hoặc chiết chất lỏng, dung dịch Na2MoO4 được chuyển sang dung dịch (NH4) 2MoO4, từ đó amoni paramolybdat được phân lập.

Khi khử MoO3 nguyên chất trong dòng hiđro khô, người ta thu được molipđen kim loại (ở dạng bột). Quá trình này được thực hiện trong lò ống theo hai giai đoạn: giai đoạn đầu ở nhiệt độ 550-700 ° C, giai đoạn thứ hai ở 900-1.000 ° C.

Molypden nhỏ gọn được sản xuất chủ yếu bằng cách luyện kim bột hoặc nấu chảy. Phương pháp luyện kim bột bao gồm ép bột thành phôi và thiêu kết phôi. Bột molypden được ép trong khuôn thép dưới áp suất 0,2-0,3 MPa (2000-3000 kgf / cm2), sau đó thiêu kết trước tiên ở 1.000-1.200 ° C trong môi trường hydro - thiêu kết sơ bộ, mục đích là tăng cường độ và độ dẫn điện của các thanh, và sau đó ở 2200-2400 ° C - thiêu kết ở nhiệt độ cao. Kết quả là thu được các phôi tương đối nhỏ (với tiết diện 2–9 cm2 và chiều dài 450–600 mm). Các phôi tạo thành (thanh thiêu kết) được xử lý bằng áp lực (rèn, chuốt, cán). Để có được những phôi lớn hơn, người ta sử dụng phương pháp nấu chảy hồ quang, điều này có thể thu được những thỏi nặng tới hai tấn. Sự nóng chảy trong lò hồ quang được thực hiện trong chân không. Một hồ quang được đốt cháy giữa cực âm (gói thanh molipđen nung kết) và cực dương (chén đồng nguội). Kim loại dùng làm catốt được nấu chảy và thu được trong chén nung. Do tính dẫn nhiệt cao của đồng và sự loại bỏ nhiệt nhanh chóng, molypden cứng lại.

Để thu được molypden có độ tinh khiết cao, người ta sử dụng phương pháp nấu chảy trong chùm điện tử (sự nóng chảy của chùm điện tử). Sự đốt nóng kim loại bằng chùm tia điện tử dựa trên sự biến đổi phần lớn động năng của các êlectron thành nhiệt khi chúng va chạm vào bề mặt kim loại. Quá trình nấu chảy được thực hiện trong chân không cao, đảm bảo loại bỏ các tạp chất bay hơi ở nhiệt độ nóng chảy (O, N, P, As, Fe, Cu, Ni và các chất khác). Sau khi nấu chảy như vậy, độ tinh khiết của kim loại vượt quá 99,9%.

Một phương pháp đầy hứa hẹn để sản xuất molypden bằng cách khử nhiệt quang của MoO3, các thỏi thu được bằng phương pháp này được tinh chế bằng cách nấu chảy chân không trong lò hồ quang. Ngoài ra, molypden thu được bằng cách khử MoF6 hoặc MoCl5 với hydro, cũng như điện phân trong muối nóng chảy. Để sản xuất ferromolypden (hợp kim của 55-70% Mo, phần còn lại là Fe), dùng để đưa các chất phụ gia của nguyên tố thứ bốn mươi vào thép, việc khử cô đặc molybdenit nung (calcine) với ferrosilicon khi có mặt của sắt quặng và dăm thép được sử dụng.

Tính chất vật lý

Molypden là một kim loại màu xám nhạt. Tuy nhiên, sự xuất hiện của nó phần lớn phụ thuộc vào phương pháp thu được. Molypden được nén chặt (thiêu kết) mà không cần xử lý (ở dạng thanh và phôi để cán molypden) là một kim loại khá đen, cho phép có dấu vết của quá trình oxy hóa. Sau khi xử lý, kim loại được cán mỏng (ở dạng thỏi, dây hoặc tấm) có nhiều màu sắc khác nhau: từ sẫm, gần như đen, đến bạc mờ (gương). Màu sắc phụ thuộc vào phương pháp xử lý: tiện, mài, làm sạch bằng hóa chất (ăn mòn) và đánh bóng bằng điện. Molypden, thu được dưới dạng gương (phân hủy) - sáng bóng, nhưng có màu xám. Phần tử bốn mươi giây dạng bột có màu xám đen.

Molypden kết tinh theo mạng tinh thể lập phương tâm khối với chu kỳ a = 0,314 nm, z = 2. Bán kính nguyên tử 1,4 A, bán kính ion Mo4 + 0,68 A, Mo6 + 0,62 A. Nguyên tố thứ bốn mươi hai thuộc kim loại chịu lửa có nhiệt độ nóng chảy 2620 ° C và điểm sôi - 4639 ° C. Chỉ có vonfram (khoảng 3400 ° C), rheni (khoảng 3190 ° C) và tantali (3000 ° C) có điểm nóng chảy cao hơn. Mật độ của molypden là 10,2 g / cm3, có thể so sánh với tỷ trọng của bạc (10,5 g / cm3), thang Mohs xác định độ cứng của nó là 5,5 điểm. Nhiệt dung riêng của molypden ở 20-100 ° C là 0,272 KJ / (kg K), tức là 0,065 cal / (g deg). Hệ số dẫn nhiệt ở 20 ° C của phần tử bốn mươi giây là 146,65 W / (m K), nghĩa là 0,35 cal / (cm giây deg). Hệ số nhiệt của giãn nở tuyến tính (5,8-6,2) 10-6 ở 25-700 ° C. Sau khi xem xét các tính chất vật lý của nguyên tố thứ bốn mươi giây, các nhà khoa học nhận thấy rằng kim loại này có hệ số giãn nở nhiệt không đáng kể (khoảng 30% hệ số giãn nở của đồng). Khi được nung nóng từ 25 đến 500 ° C, kích thước của phần molypden sẽ chỉ tăng 0,0000055 giá trị ban đầu. Ngay cả khi được làm nóng trên 1.200 ° C, molypden hầu như không nở ra. Tính chất này đã đóng một vai trò quan trọng trong công nghệ điện chân không.

Molypden là chất thuận từ, độ cảm từ nguyên tử của nó xấp xỉ bằng 90 10-6 (ở 20 ° C). Điện trở suất 5,2 10-8 ohm m, tức là 5,2 10-6 ohm cm; công của êlectron 4,37 eV. Nhiệt độ chuyển sang trạng thái siêu dẫn là 0,916 K. Molypden là chất dẫn điện tốt, về thông số này nó chỉ kém bạc ba lần. Tuy nhiên, độ dẫn điện của nó cao hơn sắt, niken, bạch kim và nhiều kim loại khác.

Molypden là một kim loại dễ uốn và dễ uốn và là một nguyên tố chuyển tiếp. Cũng như một số kim loại khác, cơ tính được quyết định bởi độ tinh khiết của kim loại và quá trình xử lý cơ và nhiệt trước đó (kim loại càng tinh khiết thì càng mềm). Sự có mặt của các tạp chất làm tăng độ cứng và độ giòn của kim loại. Vì vậy, khi bị nhiễm nitơ, cacbon hoặc lưu huỳnh, molypden, như crôm, trở nên giòn, cứng, dễ gãy, gây khó khăn cho quá trình chế biến. Ở trạng thái hoàn toàn tinh khiết, molypden đặc dẻo, dễ uốn và dễ uốn, khá dễ bị dập và cán. Đặc tính độ bền của molypden ở nhiệt độ cao (nhưng không phải trong môi trường oxy hóa) vượt quá độ bền của hầu hết các kim loại khác. Đối với thanh molypden thiêu kết, độ cứng Brinell là 1500-1600 MN / m2, tức là 150-160 kgf / mm2. Đối với thanh rèn - 2000-2300 Mn / m2; đối với dây ủ - 1400-1850 Mn / m2. Về độ bền, molypden có phần kém hơn so với vonfram, nhưng nó dẻo hơn, dễ điều chế hơn cho cả gia công cơ khí và gia công áp lực. Ngoài ra, việc ủ kết tinh lại không dẫn đến tính giòn của kim loại. Kim loại, giống như các hợp kim của nó, được đặc trưng bởi mô đun đàn hồi cao (285–300 GPa), tiết diện bắt nơtron nhiệt thấp (khiến nó có thể sử dụng làm vật liệu cấu trúc trong lò phản ứng hạt nhân), ổn định nhiệt tốt, và hệ số giãn nở nhiệt thấp.

Mặc dù có nhiều ưu điểm của nguyên tố bốn mươi giây gắn liền với các tính chất vật lý và cơ học của nó, nó cũng có một số nhược điểm. Chúng bao gồm một lượng nhỏ quy mô molypden; tính dễ vỡ cao của các hợp chất của nó; độ dẻo thấp ở nhiệt độ thấp. Ngoài ra, sự có mặt của các tạp chất cacbon, nitơ hoặc lưu huỳnh làm cho kim loại trở nên cứng, giòn và dễ gãy, điều này làm phức tạp rất nhiều quá trình xử lý.

Tính chất hóa học

Trong không khí ở nhiệt độ phòng, molipđen có khả năng chống lại quá trình oxy hóa. Một phản ứng chậm với oxy bắt đầu ở 400 ° C (cái gọi là màu sắc xuất hiện), ở 600 ° C, kim loại bắt đầu oxy hóa tích cực với sự hình thành trioxit MoO3 (tinh thể màu trắng có màu xanh lục, nóng chảy 795 ° C, tbp 155 ° C), cũng có thể thu được bằng cách oxy hóa molypden disulfide MoS2 và nhiệt phân amoni paramolybdate (NH4) 6Mo7O24 4H2O.

Ở nhiệt độ trên 700 ° C, nguyên tố bốn mươi giây tương tác mạnh với hơi nước, tạo thành MoO2 dioxide (màu nâu sẫm). Ngoài hai oxit trên, molipđen còn tạo thành một số oxit trung gian giữa MoO3 và MoO2, có thành phần tương ứng với dãy đồng đẳng MonO3n-1 (Mo9O26, Mo8O23, Mo4O11), tuy nhiên, tất cả chúng đều không bền nhiệt trở lên 700 ° C bị phân hủy với sự tạo thành MoO3 và MoO2. MoO3 oxit tạo thành các axit molypden đơn giản (thông thường) - H2MoO4 H2O dihydrat, H2MoO4 monohydrat và axit isopoly - H6Mo7O24, HMo6O24, H4Mo8O26 và các loại khác.

Molypden không tương tác hóa học với hydro cho đến khi nóng chảy. Tuy nhiên, khi nung nóng kim loại trong hiđro, một số khí xảy ra (ở 1000 ° C, 0,5 cm3 hiđro được hấp thụ trong một trăm gam molipđen) tạo thành dung dịch rắn. Với nitơ, molypden trên 1500 ° C tạo thành nitrua, thành phần có thể là Mo2N. Cacbon và hydrocacbon rắn, cũng như cacbon monoxit CO (II) ở 100-1 200 ° C tương tác với kim loại để tạo thành cacbua Mo2C, nóng chảy với sự phân hủy ở khoảng 400 ° C.

Molypden phản ứng với silic để tạo thành chất khử trùng MoSi2 (tinh thể màu xám đen không tan trong nước, axit clohydric, H2SO4, phân hủy trong hỗn hợp HNO3 với axit flohydric), chất này rất bền trong không khí lên đến 1500-1600 ° C (độ cứng siêu nhỏ của nó là 14 100 Mn / m2). Khi phần tử thứ bốn mươi tương tác với hơi selen hoặc H2Se, thu được molypden diselenide của chế phẩm MoSe2 (một chất màu xám đen có cấu trúc phân lớp); nó phân hủy trong chân không ở nhiệt độ 900 ° C, không tan trong nước, và HNO3 bị oxi hóa. Dưới tác dụng của hơi lưu huỳnh và hydro sunfua trên 440 và 800 ° C, disulfua MoS2 giống như than chì được hình thành (thực tế không tan trong nước, axit clohydric, H2SO4 loãng). MoS2 phân hủy trên 1200 ° C để tạo thành Mo2S3.

Ngoài nó, molipđen tạo thành ba hợp chất nữa với lưu huỳnh, chỉ thu được một cách nhân tạo: MoS3, Mo2S5 và Mo2S3. Mo2S3 sesquisulfide (tinh thể xám dạng thấu kính) được hình thành bằng cách đun nóng nhanh disulfide đến 1700 ... 1800 ° C. Molypden penta- (Mo2S5) và trisulfide (MoS3) là những chất vô định hình màu nâu sẫm. Ngoài MoS2, chỉ có MoS3 được sử dụng thực tế. Với các halogen, nguyên tố thứ bốn mươi tạo thành một số hợp chất ở các trạng thái oxi hóa khác nhau. Flo tác dụng với molipđen ở nhiệt độ thường, clo ở 250oC tạo thành MoF6 và MoCl6 tương ứng. Với iốt, chỉ có molypden diiodide MoI2 được biết đến. Molypden tạo thành oxyhalide: MoOF4, MoOCl4, MoO2F2, MoO2Cl2, MoO2Br2, MoOBr3 và những chất khác.

Trong axit sunfuric và axit clohiđric, molipđen chỉ ít tan ở 80-100 ° C. Axit nitric, cường thủy và hiđro peoxit hòa tan chậm kim loại khi nguội, nhanh khi đun nóng. Hòa tan tốt molypden một hỗn hợp axit nitric và sulfuric. Kim loại tan trong hydro peroxit để tạo thành axit peroxo H2MoO6 và ​​H2MoO11. Molypden bền trong axit flohydric, nhưng nhanh chóng tan trong hỗn hợp của nó với axit nitric. Trong dung dịch lạnh của kiềm, molypden ổn định, nhưng hơi bị ăn mòn bởi dung dịch nóng. Kim loại bị oxi hóa mạnh bởi kiềm nóng chảy, đặc biệt khi có mặt chất oxi hóa, tạo thành muối của axit molypđi.